航測成圖主要環節的技術探討

郭瑩+殷牧

摘 要 本文介紹了影像圖到線劃圖的制作流程，并對像主點的確定、像控點的布設和空三加密的方式進行了闡述，提出了Virtuo ZO全數字航空攝影測量軟件進行數字線劃圖的測繪以及外業調繪等方面的工作方法。

關鍵詞 像主點；像控點；空三加密；航空攝影測量；數字線劃地圖（DLG）

中圖分類號 P2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）164-0081-01

現在很多地方有了高清大比例尺的數字影像資料，如何充分利用這些影像資料完成基礎測繪成果，利用數字航測技術測量大比例尺的地形圖是一個比較好的方法之一。湖南省勘察測繪院通過承擔一些航測成圖項目，極大地提高了測繪地理信息產業的工作效率，減小了勞動強度，達到了理想的效果。根據實踐經驗，筆者簡述了影像圖到地形圖的制作流程，提出了確定像主點、布設像控點、航測成圖及全數字航空攝影測量的工作方法，供同行參考。

1 確定像主點

攝影中心作像片的垂線，交點為像主點。一般而言，像主點即為像片的中心點，它的確定由相機參數確定，只有X，Y。像主點用以確定四角坐標即圖幅大小以及用于像片的內定向。

像主點的確定首先需要確定相機的類型。現在用于航拍的相機主要有2種：一種是框標相機（現已用的較少）；一種是數碼相機。兩種相機的像主點的確定方式不同。數碼相機的像主點X、Y都為O。四角坐標：X=（像素大小×像素/1000）/2，Y=（像幅×像素大小/1000）/2，焦距f為已知數值。框標相機的像主點通過相機內方位元素記錄尋找。如記錄里面顯示像主點坐標參照于FC，于是我們找到FC，看到參考對稱主點PPS，于是再回到像主點坐標，找到PPS一行，于是得到像主點坐標。

像主點與像控點兩者都缺一不可，只有兩者共同存在才能建立模型，才能進行三大定向，才能完成核線重采樣，兩者是后續4D產品制作的基礎條件，且像控點將模型納入到大地坐標系中。

2 布設像控點

布置像控點要遵循按航線統一布設的原則，并按照以下進行布點：

1）像控點一般應在航向三度重疊和旁向重疊中線附近，困難時可布設在航向重疊范圍內。在像片上應布在標準位置上，也就是通過像主點垂直于方位線的直線附近。

2）像控點距像片的距離不得小于1cm。

3）點位必須離開像片上的各類標志，以利于明確辨認。

4）旁向重疊小于15%，或由于其他原因，控制點在相鄰兩航線上不能公用而須分別布點時，兩控制點之間裂開的垂直距離不得大于像片上的2cm。

5）點位應盡量選在旁向重疊中線附近，離開方位線大于3cm時，應分別布點。

3 航測成圖工作流程

作業方法采用“兩外兩內”進行，即外業像控、內業測圖、外業調繪及修補測、內業編輯。

3.1 航測外業控制

收集已有控制成果進行航測外業控制測量，分級進行四等GPS控制、水準測量和像控點測量。

3.2 航測內業

有了像控點坐標可以對像片進行立體量測，即全數字航空攝影測量：具體分為解析空三加密、立體采集、生成線劃圖。

3.3 航測外業調繪及修補測

內業立體測圖只能準確表示地物位置，對地物屬性（如房屋層次、性質，村名、電力線的性質、連線方向，植被等都無法獲取），因此，在獲的線劃圖后要進行外業實地調繪確定，對新增房屋等要素要進行補測。

3.4 內業編輯

對外業調繪和修補測后的圖按照南方CASS7.1要素分層及分色要求進行編輯及按1995版國家標準圖式進行圖廓整飾。

4 全數字航空攝影測量

采用Virtuo？ZO數字攝影測量工作站進行航空攝影測量，主要介紹空中三角測量和線劃圖測繪。

4.1 空三加密流程

1）原始資料處理。原始資料分析→建立測區→設置相機參數文件→控制點的導入。

2）自動空三準備。創建影像列表→內定向→確定航線間偏移量。

3）加密點的生成。連接點自動提取→重新開始提取臨界點→修改完后利用patb挑點→交互式編輯→平差→在被挑出的點列表進行錯點修改→平差解算。

4.2 空中三角測量

1）采用Virtuo？ZO數字攝影測量工作站，利用外業像控點坐標通過光束法區域網整體平差解算像點坐標得到加密點成果。

2）像片數據可直接應用數字航空攝影提供的分辨率為12um的影像數據文件作為像控加密的原始影像數據，利用Virtuo？Zo數字攝影測量工作站，逐片進行內定向、相對定向，絕對定向。

3）相對定向：由計算機自動完成定向，人工干預剔除粗差。

4）絕對定向：區域網控制點的平面和高程成果取用外業測定成果，基本定向點平面和高程殘余誤差均不應大于圖上0.25㎜和實地0.5m，多余外業控制點平面和高程不符值均不得大于圖上0.44㎜和實地0.8m。

4.3 全數字立體測量

采用空三導入的方法建立數字立體模型，生成數字線劃圖。采用全數字攝影測量工作站，按立體模型采集地物、地貌要素及特征線、特征點。點位應首先選擇地形、地物變化處及特征點。如電線轉折點、分岔點、鐵路軌頂，公路的路面中心及交叉轉折處、車行橋面等應測注高程注記點。隧道、涵洞應測注底面高程。居民地要素立體切準房屋頂部各角，按三維采集。對非平頂房頂部按平頂房采集，對特大特高的性房屋，可根據房屋特征分層采集。編輯這些采集的點，生成數字線劃圖。

5 結論

航空攝影測量是我國基本地圖成圖的主要方式，現在的先進技術和現有的測圖、成圖軟件能很好地保證工作的高效率和產品的高質量，當然，以后肯定會有更好的測繪技術和作業軟件。總之，采用航空攝影測量的方法，可以極大地減小外業測繪的勞動強度，完成的成果同樣可以直接為CAD和GIS提供數據，生成的數字線劃地圖（DLG）可以滿足圖式規范的要求，這種測量技術值得廣泛推廣。

參考文獻

[1]王佩軍，徐亞明.攝影測量學[M].武漢：武漢大學出版社，2012.

[2]熊天球.航空攝影測量學（上、下冊）[M].北京：測繪出版社，2009.

[3]李德仁，關澤群.空間信息系統的集成與實現[M].武漢：武漢測繪科技大學出版社，2000.

[4]國家標準局.1：500、1：1 000、1：2 000地形圖航空攝影測量外業規范[S].北京：中國標準出版社，2010.

[5]國家技術監督局.1：5 000、1：10 000地形圖航空攝影測量外業規范[S].北京：中國標準出版社，2010.